针织圆机设计.docx

1 设计总体思路 21.1 设计思路 21.2 设计的基本原理 31.2.1 译码驱动 LED 数码管显示模块 31.2.2 计数模块 41.2. 3 组合逻辑控制模块 42 总电路图仿真图 53 单元电路设计 53.1 显示计数电路 53.2 计数电路 64 芯片功能 74.1 74LS192 引脚图管脚及功能表 74.2 74LS153 管脚及其功能 94.3 74LS161 管脚功能 115 调试、安装步骤 135.1 软件仿真 135.2 实际电路的安装及调试步骤 135.3 故障分析与电路改进 145.3.1 接线时发生的故障及分析 145.3.2 电路的扩展设计 146 总结与心得 16参考文献 17附件 181.逻辑式 182.电路接线图 19附录 元件清单 21电气与信息工程系课程设计评分表 211 设计总体思路1.1 设计思路用 A、B、J 表示针织圆机的工作步骤针 织圆机根据设计的要求过 程按 五部循 环 完成 A 单 元工作 、A 单 元 和 B 单元同 时工 作、 A 退出工 作B、J 一起工作、J退出工作B单独工作、B退出J单独工作、完成, 再循环。

根据本实验的设计任务书的要求，可通过一个 74LS161 加法 计数器组合成 5 进制计数器计作为控制电路，输出 端接两个 74LS153 数据 选择器 根 据逻辑功 能 控制 A,B,J 变量 的输出 ， 接三 个二 极管表 示 A,B,J 的工作状态同时 74LS161 的输出接一个 74LS48 译码显示器译 码， 用共阳 极 显示器显 示 步骤 同时再通 过 两个 74LS153 数据 选择 器 根据逻辑功能输出置数给74LS192 （接线成减法计数器），输入秒脉冲， 同时输出给步骤计数脉冲，再通过两个 74LS48 译码通过显示器显示出 每一步的时间电路框图：显小ill路1.2设计的基本原理1.2.1译码驱动LED数码管显示模块LED数码管有两种，一种是带译码驱动的，有4个引脚；另一 种是不带译码驱动的，有8个引脚对于4引脚的数码管可直接接 入计数信号，而8引脚的要考虑所选数码管是共阴极还是共阳极， 选择适当的限流电阻，另外还应注意译码驱动芯片74LS48的输出是 低电平有效实验时可根据实验室的具体情况自行选择1.2.2 计数模块采用 2 片 十 进制 计 数芯片 74LS192 芯 片进行 减计 数 ，通过输 入 秒脉冲，来实现倒计时。

采用 五进制 计数芯 片 74LS161 实现 A、B、J 五个 工作状 态的 步 骤显示，并实现循环计步1.2. 3组合逻辑控制模块1、时间置数：通过两片双四选一 74LS153 芯片对 2 片十进制 计数 芯片 74LS192 芯片 进行置 数 2、工 作状态控制：通 过两片 74LS153 芯片数据选择输出控制 A,B,J 的工 作状态 2总电路图仿真图83 8So8!uS= sbeb111M-6U：■±'Cl H L- a 4 a a潮4辭祸SS58y —£ h日 nn匹AIL9 器LT一嚮 - -- -c c .C- • ;|須:5■■duCEwuu7KS5. 一』ffilorlQDIIE![fIDGI0358豔世HUaS珂•、:八 -:宀DI hW ■■■QC f®QDPft--- of nr ■■■QG卫0 T€Sli：，欣 ■"■ ■5353■mis:-3单元电路设计3.1显示计数电路下图为带译码驱动的4引脚数码管的共阳极接法用两个74LS192连咸亨十进制计数器，再加上两个7段显示器构成计数显 示电路单元电路如下：注：输入端先用电平代替，这样可以验证局部电路的正确性, 有利于分析和安装时查找错误的原因。

3.2计数电路五进制步骤计数显示5V0K74LS161DU5A74T&UUU4芯片功能4.1 74LS192引脚图管脚及功能表74LS192是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如下所示：vcc Po MR TCD ICU PL 巳 P3 肓而ITT]両冋帀崗両1 2 3 \ 4 \ |6| |E| |7| |6Pl Q[ Qq CPq CP|j Qg Q3 GND11140 12 3 p p p PCPUCPDPL0—12 3CUCDT TL>L>27671213(b)图5-4 74LS192的引脚排列及逻辑符号(b)逻辑符号(a)引脚排列图中：为置数端，吕为加计数端，匚已为减计数端，兀V为非 同步进位输出端，氏□为非同步借位输出端，PO、Pl、P2、P3为计数 器输入端，佩为清除端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端其功能表如下:输入输出MRPLP3P2PlPOQ3Q2Q1Q01XXXXXXX000000XXdcbadcba表5-2 74LS192的功能表4.2 74LS153管脚及其功能74LS153是常用的双4选1数据选择器，在各种数字电路和单 片机系统的显示系统中经常用到Connectsori D tag ramFunction Table□ATft IHS*d IS OUTPLlTL -L3W Level X - Don't 3a rs<74ls153引脚图〉74LS153 里面哟两个地址码公用的 4 选 1 数据选择器，通过输 入不同的地址码 A1,A0, 可以控制输出 Y 选择 4 个输入数据 D3~D0 中 的一个。

双 4 选 1 数据 选择 器 74LS 逻 辑功能 表Logic Diagramsrnow召・刊 imnrrY1S EUECT ■11 U-ici —□ATA 2 iT —StrOpe 血巴r|^〉AorrwT矗血.com<74lsl53 逻辑图〉4.3 74LS161管脚功能74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器，他可 以灵活的运用在各种数字电路，以及单片机系统种实现分频器等很 多重要的功能，：16国回花L12 LFlW丄kJ彳ALd678CP P0Pl卩3CEFGND<74lsl61引脚图〉管脚图介绍：时钟CP和四个数据输入端P0~P3清零/MR使能 CEP，CET置数PE数据输出端Q0~Q3以及进位输出TC. (TC=Q0 ・Q1・Q2・Q3・ CET)输入输出CRCPLDEPETD3D2D1D0Q3Q2Q1Q00①①①①①①①①00001t0①①dcbadcba1t10①①①①①Q3Q2Q1Q01t1①0①①①①Q3Q2Q1Q01t111①①①①状态码加1〈74LS161 功能表〉从 74LS161 功能表功能表中可以知道，当清零端 CR=“ 0” ，计数器 输出 Q3、Q2、Q1、Q0 立即为全“0” ，这个时候为异步复位功能。

当 CR=“ 1” 且 LD=“ 0” 时，在 CP 信号上升沿作用后， 74LS161 输 出 端 Q3、Q2 、 Q1 、Q0 的 状 态分别 与并 行数据 输 入端 D3 ，D2 ，D1 ， D0 的状态一样，为同步置数功能而只有当 CR=LD=EP=ET=“ 1” 、 CP 脉冲上 升沿 作用 后，计 数器 加 1 74LS161 还有 一个进 位 输出端 CO,其逻辑关系是CO= Q0・Q1・Q2・Q3・CET 合理应用计数器的清 零功能和置数功能，一片 74LS161 可以组成 16 进制以下的任意进制 分频器5 调试、安装步骤5.1 软件仿真根据设计的总体思路依次在仿真软件上完成各个模块的电路 图 电路图 完 成后， 先 单 独仿 真 各电路模 块 的 功能 ， 然 后将各 个单 元电路连成总电路图进行仿真并修改，直至达到了预期的目标功能 如果 一张标 准 图纸内无 法 容下 整 个电路可 通 过创建 子电 路的 方 法作 图5.2 实际电路的安装及调试步骤实际电路的安装可在专用的实验箱上也可在数字实验室台上进 行在数字实验台上的接线较简单， 其步骤为：根据总电路图规划 好芯片的位置， 然后简单测试芯片和导线的好坏；接着根据模块电 路图连接线路，每个模块单独检验是否符合仿真结果,接线之前要准 备好各个芯片的引脚图和模块电路纸质图。

模块逐一测试符合后， 连接成总电路图，进一步测试直至达到预期实验效果在试 验箱上 的接线 步骤 为时除 了 上述步骤 还应注 意 设置 VCC 总 线、 GND 总 线和时 钟 总线 ； 测试时 可以 将面包 板上 需要外 接的线 引 到板边缘未使用的列线插孔，外接时从列线其他孔接出5.3 故障分析与电路改进5.3.1 接线时发生的故障及分析在用实验台接完总电路后通电后，显示器均无反应分析发生 发现电源接触不良，检测电源经检查发现 +5V 电源无输出，切换 电源，接通后显示器有反应，上述故障消失在数电实验台上最后接逻辑控制电路模块时，步骤显示器显示 不正 常经 检 查是步骤 显 示器 与 芯 片 74LS61 输出端 之间 导线短 路 ， 更换导线后，步骤显示器显示正常工作实验时发现第五步不能置 3，经检查一 74LS153 芯片输入正常，输 出不正常，故推测是试验台 内部线路有故障，芯片移动位置后，上述故障消失最后，总电路 图终于达到预期实验效果5.3.2电路的扩展设计要求实现增加某些步骤循环ORnQP liea nD L='■ DC [ID OEIKII吨I班；碎・血-H :; •茁■Ty>-.4QC0BL'IH]RII□ SSa8- n ±LB . 74LS1R0Z M lM L L L LLBMLfl 焉■T T-上图实现完成下列工作流程：A工作一A和B同时工作一A和B同时工作一B工作A退出J工作!完成 一B退出J工作 一J退出B工作一J退出B工作时间要求:A和B单独工作的时间均为20秒，两者同时工作时间为5 秒，J工作时间为3秒.6 总结与心得时间总是在不经意间飞逝，两周的课程设计伴随着这份报告的 结束而结束。

在设计过程中我所感受到的，所学到的应该说是可以 受用终生开始接到老师任务书时，我无从下手，但是通过对课题内容的 了解和查找资料以及与。